生命的保障:线阵相机破解支架表面检测难题
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生命的保障:线阵相机破解支架表面检测难题

来源:www.lustervision.com    日期:2017-11-06    点击次数:



救命的支架却要经历要命的检测

球囊血管成形术为心脏病患者提供了一种治疗冠状动脉疾病引起的动脉阻塞的方法。为了完成这个过程,医生将一个包裹了金属支架的球囊送入病变部位的血管,将球囊充气,用大约10倍大气压的压力将金属支架撑开,将斑块推向动脉壁,从而达到扩张动脉的目的。

这种支架,一旦安放好便终生保持此形状,从而永久性地支撑住狭窄部位。


▲这个动图解释了支架手术的原理和过程。看着简单,做着难,因为整个手术都是人工操作的微米级手术,一台手术下来需要几个小时,以及在四五名医师的帮助下方可完成。


为了避免裸露的金属上再次生长血栓,再次引起狭窄和梗阻,新一代的支架在表面有一层药物涂层,甚至生物涂层,这样可以大大减少再次狭窄的发生率。


所以,除了金属材质本身质量,药物涂覆的均匀性成了支架使用寿命的最关键指标。美国食品药监局更是规定,所有支架类产品必须100%通过安全检验,绝对不允许抽检。

目前绝大多数厂家的检测都是由人工在立体显微镜的帮助下完成的。长时间盯着小东西看,人眼会极度疲劳。同时,由于支架是非常小巧精密的器件,非常脆弱,检测工人需要注意力高度集中,更加加剧了这种疲劳。


 

▲如此小的支架,即便是完全撑开,也很难进行检测。

更要命的是,检测工人只能在有限的景深下检测,因此只有约三分之一的图像可以清晰检测,而另外三分之二的图像都会因为景深的关系无法被检测到。所以,如果想对支架产品的表面100%检测,操作者都不得不小心翼翼地反复挪动支架,大概140~160次的挪动后,方能全部检测完毕。

▲如此微小的支架非常难以检测,易碎、表面光滑不易抓取、光面反射刺眼、景深有限每次只能检测三分之一的图像……你们就不能少吃点!

一台线扫描相机成了生命的保障

在自动化检测方案中,如果使用面阵相机的话,将对支架的夹具要求非常高,既能够灵活转动让各个面都能被检测到,同时又不能太大力防止夹伤产品,拍摄时间长,对软件拼接能力要求高,对设备厂商来说这显然是不划算的。所以方案采用了线阵相机,成像时间甚至可以小于1s。

方案中,每个支架被安装在定制的“玻璃芯”上。这条光纤既是保持焦点的支架,又是整个系统的背光源。整个检测的视场在35mm,精度要求5μm。因此整个相机的横向分辨率至少要达到7000像素以上。

▲加拿大Teledyne DALSA PiranhaXL 8K相机,拥有8192的12线线扫分辨率,CameraLink版本的黑白版本帧频可达70kHz,完全可以满足应用需要!其独特的TDI时间延迟积分功能,更适合这种高精度检测。

▲每个支架安装在一个定制的玻璃芯上,玻璃芯转动带动支架转动,从而完成整个成像过程。同时,玻璃芯还能充当背光源使用。


由于支架产品多由金属抛光,所以表面呈镜面反光,所以正确的镜头和照明系统选择显得尤为重要。为了解决镜面反射和景深的问题,必须选择隧道光源和大倍率的线扫描镜头,配合线阵相机对指甲扫描成像。

由Linea8K线扫描相机通过采集卡触发步进电机,带动玻璃芯转动,从而使玻璃芯在成像系统的视场内旋转。同时在旋转轴上安装有编码器,以此让相机的扫描速度与玻璃芯转速同步。


 

▲整套系统解决方案。

如此一来,便可以在显示器上显示完整高清的单支架图像,从而极大地减轻检测工人使用显微镜检测的工作量,进一步提升了支架作为植入人体的医疗用品的安全可靠性。所以又可以吃吃吃了。

关于Teledyne DALSA

Teledyne DALSA的图像传感器、相机、智能相机、图像采集卡和视觉解决方案被应用于全球各行各业数以千计的自动化检测系统,包括半导体、太阳能电池、平板显示器、电子产品、汽车、医疗、包装和通用制造等行业。

凌云公司自1996年成立以来就与Teledyne DALSA公司建立了长期、友好的战略合作关系,凌云公司始终致力于为用户制定最优解决方案、推动应用行业发展。